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热振加载条件下电子封装结构的疲劳寿命分析 被引量:6
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作者 赵福斌 仇原鹰 +1 位作者 贾斐 马洪波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期54-60,共7页
以包括塑料球栅阵列封装和单电源电平转换芯片封装结构的某基板为研究对象,为了计算其在热振耦合加载条件下的疲劳寿命,基于递增损伤叠加法提出了一种改进的热振耦合载荷作用下的疲劳寿命计算方法。该方法应用Anand统一粘塑性理论描述... 以包括塑料球栅阵列封装和单电源电平转换芯片封装结构的某基板为研究对象,为了计算其在热振耦合加载条件下的疲劳寿命,基于递增损伤叠加法提出了一种改进的热振耦合载荷作用下的疲劳寿命计算方法。该方法应用Anand统一粘塑性理论描述焊点材料在热循环加载条件下的力学行为,并基于热循环载荷频率修正后的Coffin-Manson方程计算热循环寿命。计算出不同温度环境中的随机振动损伤,以各温度在热循环载荷中所占的时间分数为权对各个随机振动损伤进行平均,将随机振动平均损伤与热循环损伤进行叠加,得到总损伤,进而得出疲劳寿命。研究结果表明,在一定的热振载荷加载条件下,研究对象的疲劳寿命满足使用要求。 展开更多
关键词 热振加载条件 电子封装结构 递增损伤叠加法 疲劳寿命分析
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大型相控阵天线结构保型设计研究 被引量:5
2
作者 保宏 冷国俊 +2 位作者 段学超 杜敬利 钟剑锋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期444-448,共5页
针对某大型相控阵天线自重大、表面精度要求高、加强筋安装位置受限的特点,本文进行相控阵天线阵面保型的结构方案设计。考虑到加强筋安装位置和型材受限,提出了连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓朴优化转换... 针对某大型相控阵天线自重大、表面精度要求高、加强筋安装位置受限的特点,本文进行相控阵天线阵面保型的结构方案设计。考虑到加强筋安装位置和型材受限,提出了连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓朴优化转换为连续变量拓朴优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。同时,为降低支腿驱动力,以调整机构条件数为目标进行铰节点的布局优化,并进行了静、动力的计算,确定了支腿最大驱动力。对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果,并且该方案将应用到工程实际中。 展开更多
关键词 相控阵天线 保型设计 拓扑优化 矩阵条件数
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结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验 被引量:6
3
作者 周金柱 黄进 +1 位作者 宋立伟 章丹 《电子机械工程》 2014年第1期1-6,共6页
结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻... 结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻等特点,现有方法难以满足其设计制造。文中针对结构功能一体化天线的机电耦合机理问题,提出了一类阵列天线结构因素对电性能影响的混合建模方法。结合理论分析和试验数据,建立了该类天线的机电耦合模型,发掘了典型结构因素对电性能的影响机理。通过天线样件的力电性能实验,验证了机电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功能一体化天线的设计制造领域中。 展开更多
关键词 结构功能一体化天线 微带天线 机电耦合 混合建模 蒙皮结构
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索网结构初始平衡状态的优化设计
4
作者 杜敬利 保宏 崔传贞 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期142-147,共6页
结合索网主动反射面结构,采用优化方法研究了考虑自重影响时索网面在调整索牵引下的初始平衡状态.该方法以索段长度为设计变量,以索网节点的不平衡力最小为优化目标,并针对调整索和网面张力引入相应的约束条件,能够在已知结构几何形状... 结合索网主动反射面结构,采用优化方法研究了考虑自重影响时索网面在调整索牵引下的初始平衡状态.该方法以索段长度为设计变量,以索网节点的不平衡力最小为优化目标,并针对调整索和网面张力引入相应的约束条件,能够在已知结构几何形状和边界条件的前提下方便地求解出索网中索段的初始长度.文中采用弹性悬链线解析方程来精确描述自重作用下柔索的力学特性,在此基础上推导出优化模型的敏度信息.最后,以索网主动反射面为例给出了分析的详细过程,得到了索段的初始长度和张力分布,结果表明该方法是有效的. 展开更多
关键词 索网结构 初始平衡状态 弹性悬链线 优化
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基于充气结构的非常规飞艇设计
5
作者 朱增青 刘国梁 《西安航空技术高等专科学校学报》 2012年第3期46-48,共3页
研究充气结构在飞艇设计、制造和操控方面的用途,提出一种由受压变硬的空心管组成的充气结构,其安装在飞艇囊体上,使得飞艇结构变得更坚固。这种设计创新可以降低结构质量,也可提高非常规飞艇的动力和机械性能。同时,由于这些充气结构... 研究充气结构在飞艇设计、制造和操控方面的用途,提出一种由受压变硬的空心管组成的充气结构,其安装在飞艇囊体上,使得飞艇结构变得更坚固。这种设计创新可以降低结构质量,也可提高非常规飞艇的动力和机械性能。同时,由于这些充气结构的简易性,制造和操作过程中面临的难题将会大大减少。 展开更多
关键词 飞艇 充气结构 氦气 飞艇囊体
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面向卡塞格伦伞状天线的主副面同步展开机构设计及分析 被引量:2
6
作者 韩晓童 王晓凯 +1 位作者 邢永涛 张树新 《上海航天(中英文)》 CSCD 2020年第5期10-18,36,共10页
针对长焦距双反射面伞状可展开天线的收展问题,根据卡塞格伦式伞状天线结构特点,提出一种曲柄滑块机构与绳索机构相结合的展开机构;建立了展开过程运动分析模型,可对关键运动部件进行展开过程的运动学分析与仿真。为减小冲击,对展开过... 针对长焦距双反射面伞状可展开天线的收展问题,根据卡塞格伦式伞状天线结构特点,提出一种曲柄滑块机构与绳索机构相结合的展开机构;建立了展开过程运动分析模型,可对关键运动部件进行展开过程的运动学分析与仿真。为减小冲击,对展开过程进行了速度规划,对比不同速度规划下天线展开时的运动参数曲线及接触力并综合考虑主面与副面的展开平稳性,确定在五次多项式速度规划下为最平稳展开过程。本文对星载天线的深入研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 伞状天线 展开机构 展开过程 运动分析 仿真分析
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SSPS-OMEGA超大型球形聚光器结构拓扑构型与设计
7
作者 李仙丽 王东旭 +1 位作者 张逸群 段竹竹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期450-456,共7页
为同时兼顾千米量级尺度空间太阳能电站聚光系统的在轨发射安装难度、光学收集效率、稳定性及结构工艺等多方面的因素,提出采用基于球面正多面体的经纬线划分法模块化构建球形聚光器。该方法不仅可实现基础划分单元分布均匀、规格种类少... 为同时兼顾千米量级尺度空间太阳能电站聚光系统的在轨发射安装难度、光学收集效率、稳定性及结构工艺等多方面的因素,提出采用基于球面正多面体的经纬线划分法模块化构建球形聚光器。该方法不仅可实现基础划分单元分布均匀、规格种类少,降低在轨构建与运载发射难度。而且只要合理控制弧高等分数和基础划分单元的口径就可以同时保证聚光系统的光学收集效率。理论与仿真结果显示,当弧高等分数为24时,该划分法共有25种基础单元件,整个球面被分成5762块。并且此时模块化构建的实际球形聚光器的光学收集效率与理想球面相比基本保持不变,解决了太阳能电站聚光系统设计中存在的关键问题。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 聚光系统 经纬线划分法 拓扑构型
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集成T形分液器的微通道散热器设计与实验 被引量:2
8
作者 赵文忠 殷黎明 +1 位作者 周金柱 李唐 《电子机械工程》 2021年第1期23-27,共5页
微通道散热器具有热阻低、效率高、可与芯片集成加工等诸多优良特性,在电子设备散热领域具有非常广阔的应用前景,但传统微通道散热器存在通道内部流量不均匀、温度均匀性差的缺点。针对这些问题,文中设计了一种具有倒T形冷却液分配器的... 微通道散热器具有热阻低、效率高、可与芯片集成加工等诸多优良特性,在电子设备散热领域具有非常广阔的应用前景,但传统微通道散热器存在通道内部流量不均匀、温度均匀性差的缺点。针对这些问题,文中设计了一种具有倒T形冷却液分配器的新型结构微通道散热器,以解决传统微通道散热器温度均匀性问题。仿真结果表明,在相同条件下,新型微通道散热器的最高温度比传统微通道散热器的最高温度降低了7:4223℃,温度均匀性提高了6:35157℃,进出口压降小了33 kPa。文中根据仿真结果研制了实验样件和实验系统。实验结果表明,该新型微通道具有好的温度一致性,在总发热功率为1440 W时,温度均方差小于2℃,并且仿真结果和实验测量结果的最大误差和平均误差分别为6.8%和1.37%。 展开更多
关键词 微通道散热器 温度均匀性 数值模拟
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基于力密度的径向肋式索膜反射面天线形态设计
9
作者 杜雪林 张康 +4 位作者 张瑞翔 刘安民 夏杰 张洪 涂宇 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期136-145,共10页
针对空间索膜结构的初始形态设计问题,提出基于力密度方法和控制索网网格面积大小的方法来对边界拉索张力设计和索网形状设计的天线找形迭代策略。首先将薄膜反射面离散为三角形膜单元,得到膜单元的等效力密度,结合索网结构特点,得到索... 针对空间索膜结构的初始形态设计问题,提出基于力密度方法和控制索网网格面积大小的方法来对边界拉索张力设计和索网形状设计的天线找形迭代策略。首先将薄膜反射面离散为三角形膜单元,得到膜单元的等效力密度,结合索网结构特点,得到索网和薄膜的静力平衡方程。保证索网所有内部索段的张力相等,同时通过控制网格面积大小实现边界索段张力设计。对前索网形状进行设计,根据前索网的抛物面方程,更新前索网自由节点坐标,进而重新调整竖向索张力,同时控制网格面积大小,通过优化迭代过程,实现天线的形态设计。通过径向肋式索膜反射面天线算例表明,该方法能够得到满足形状和张力分布的设计结果。 展开更多
关键词 空间薄膜结构 力密度方法 网格面积 膜单元 形态设计 径向肋式索膜反射面天线
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基于ANSYS的浮空器组阵结构屈曲分析及优化设计 被引量:3
10
作者 高翔 张烁 +1 位作者 张贝贝 何仁 《电子机械工程》 2022年第2期19-22,共4页
针对空间太阳能电站地面演示系统,提出了一种空间大型浮空器组阵结构,利用ANSYS有限元软件建立其桁架结构的三维模型并进行结构屈曲分析,判断桁架结构的稳定性。以第1阶临界屈曲载荷为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化。通... 针对空间太阳能电站地面演示系统,提出了一种空间大型浮空器组阵结构,利用ANSYS有限元软件建立其桁架结构的三维模型并进行结构屈曲分析,判断桁架结构的稳定性。以第1阶临界屈曲载荷为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化。通过响应曲面分析和多目标遗传优化算法找到设计优化点,使优化后的桁架结构在保证结构稳定的前提下实现了轻量化设计,进而提高了系统的载重能力。 展开更多
关键词 浮空器 结构屈曲 桁架优化设计 ANSYS
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OMEGA型空间太阳能电站聚光系统设计 被引量:38
11
作者 杨阳 段宝岩 +3 位作者 黄进 李勋 张逸群 范健宇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期18-23,共6页
空间太阳能电站聚光系统的尺度在千米级,聚光系统的方案设计涉及光、机、电、热及控制等多个学科。现有的空间太阳能电站聚光系统的设计方案不同程度上存在太阳光收集效率低、收集功率波动大、聚光系统质量高、控制系统复杂等不足。因此... 空间太阳能电站聚光系统的尺度在千米级,聚光系统的方案设计涉及光、机、电、热及控制等多个学科。现有的空间太阳能电站聚光系统的设计方案不同程度上存在太阳光收集效率低、收集功率波动大、聚光系统质量高、控制系统复杂等不足。因此,需要综合考虑各种因素,提出高效、稳定、轻质和控制简单的聚光系统设计方案。文章对SSPS-ALPHA方案的聚光系统作了深入分析,并基于与ALPHA方案相同的能量传输假设,针对ALPHA方案的不足提出了一种新的聚光系统设计方案,称之为SSPS-OMEGA方案。通过比对分析,在与ALPHA聚光方案相同收集功率的前提下,OMEGA聚光方案不仅可以高效、稳定地收集太阳光,而且OMEGA方案的功率质量比比ALPHA方案提升了31.68%。 展开更多
关键词 聚光系统 微波能量传输 线聚焦 功率质量比 空间太阳能电站
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边界几何参数对空间平面张拉膜结构固有频率影响研究 被引量:10
12
作者 刘充 李玉宇 +1 位作者 保宏 杜敬利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期198-202,共5页
针对空间张拉薄膜阵面结构,用归一化动态响应函数法确定薄膜边界几何参数对固有频率影响关系。用Bessel函数作为薄膜横向振动偏微分方程的解,建立任意边界形状凸单连通薄膜及复杂边界薄膜固有频率求解模型;针对平面张拉薄膜分别求解圆形... 针对空间张拉薄膜阵面结构,用归一化动态响应函数法确定薄膜边界几何参数对固有频率影响关系。用Bessel函数作为薄膜横向振动偏微分方程的解,建立任意边界形状凸单连通薄膜及复杂边界薄膜固有频率求解模型;针对平面张拉薄膜分别求解圆形、L-形、分段圆弧边界固有频率;分析研究一定应力条件下边界几何参数对薄膜固有频率影响的内在关系。结果表明,边界形状导致薄膜面积减小、固有频率增加,反之亦然。 展开更多
关键词 空间张拉薄膜结构 归一化动态响应函数 固有频率 有限元模型
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结构动态非概率可靠性预测模型 被引量:7
13
作者 方永锋 陈建军 +1 位作者 阎彬 马洪波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期170-175,共6页
研究了当载荷区间变量随时间变化且结构强度区间变量随时间退化情况下的结构动态非概率可靠性问题,给出了结构强度退化的变化区间及其均值、离差的计算表达式;根据应力-强度干涉理论和区间理论,建立了在结构强度随时间退化时,结构所承... 研究了当载荷区间变量随时间变化且结构强度区间变量随时间退化情况下的结构动态非概率可靠性问题,给出了结构强度退化的变化区间及其均值、离差的计算表达式;根据应力-强度干涉理论和区间理论,建立了在结构强度随时间退化时,结构所承受的载荷分别为阶梯型、等幅交变型和任意时变型3种情况下的结构动态非概率可靠性预测模型,并通过3个算例说明文中所建模型的合理性. 展开更多
关键词 结构 动态 区间 非概率可靠性
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随机结构参数车辆在随机激励下的振动响应 被引量:9
14
作者 贾爱芹 陈建军 曹鸿钧 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期438-443,共6页
为分析随机结构参数对车辆系统随机振动响应的影响,通过1/4车辆模型,研究了具有随机结构参数的非线性车辆系统在随机过程激励下的振动响应.将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均视为随机变量,考虑轮胎与车身之间弹... 为分析随机结构参数对车辆系统随机振动响应的影响,通过1/4车辆模型,研究了具有随机结构参数的非线性车辆系统在随机过程激励下的振动响应.将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均视为随机变量,考虑轮胎与车身之间弹簧的非线性,将路面不平整引起的对车辆的激励作为平稳白噪声过程建立系统的动力性方程,采用能量差法对非线性车辆系统进行等效线性化处理;通过求解李雅普诺夫方程,获得平稳随机振动响应协方差矩阵,并通过多次迭代求得稳定的等效线性车辆系统参数.算例计算结果表明:能量差法计算位移的相对误差为6.841 5%,而方程差法的相对误差为8.150 5%;用此方法计算随机响应的方差值仅用了0.8 s,而用Monte Carlo法模拟1 000次耗时70 min. 展开更多
关键词 非线性车辆系统 等效线性化 能量差 随机参数 随机响应
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微波天线多场耦合理论模型与多学科优化设计的研究 被引量:15
15
作者 段宝岩 王猛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2051-2060,共10页
建立了微波反射面天线、平板裂缝天线及有源相控阵天线的多场耦合理论模型,并给出了相应的求解策略与方法,研究了系统误差、随机误差及温度等因素对天线电性能的影响,通过实验验证了模型及求解方法的正确性.最后,通过引入统一的设计向... 建立了微波反射面天线、平板裂缝天线及有源相控阵天线的多场耦合理论模型,并给出了相应的求解策略与方法,研究了系统误差、随机误差及温度等因素对天线电性能的影响,通过实验验证了模型及求解方法的正确性.最后,通过引入统一的设计向量建立了基于多场耦合理论的多学科优化设计模型,降低了设计工作的重复性,减少了后期的调试难度. 展开更多
关键词 微波天线 多场耦合 理论模型 求解策略 多学科优化设计
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多次区间载荷下结构混合动态可靠性的计算 被引量:4
16
作者 方永锋 陈建军 +1 位作者 阎彬 曹鸿钧 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期91-95,共5页
针对多次区间载荷作用且结构随机强度退化和不退化的混合动态可靠性预测模型,用等效区间载荷代替多次区间载荷,并将该等效载荷视为均匀分布的随机变量,对均匀分布的随机载荷和结构的随机强度进行了当量标准正态化处理.根据应力-强度干... 针对多次区间载荷作用且结构随机强度退化和不退化的混合动态可靠性预测模型,用等效区间载荷代替多次区间载荷,并将该等效载荷视为均匀分布的随机变量,对均匀分布的随机载荷和结构的随机强度进行了当量标准正态化处理.根据应力-强度干涉理论,利用一次二阶矩法求得结构在多次区间载荷作用下的动态可靠度.最后,通过3个算例说明了文中方法的合理性、实用性和精确性. 展开更多
关键词 结构 区间载荷 随机强度 动态可靠性
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结构抗疲劳可靠性的水平集拓扑优化 被引量:3
17
作者 刘国梁 陈建军 马洪波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期149-154,共6页
利用应力-强度干涉理论,对结构的概率疲劳和非概率疲劳强度可靠性进行了分析,构建了以结构柔度最小为目标函数、以体积比和疲劳可靠性为约束的连续体结构拓扑优化设计模型.优化前对概率和非概率的疲劳可靠性约束进行了等价显式化处理,... 利用应力-强度干涉理论,对结构的概率疲劳和非概率疲劳强度可靠性进行了分析,构建了以结构柔度最小为目标函数、以体积比和疲劳可靠性为约束的连续体结构拓扑优化设计模型.优化前对概率和非概率的疲劳可靠性约束进行了等价显式化处理,使得优化过程形式简单,减少了计算量.利用水平集方法进行了结构拓扑优化.两个算例的结果显示了文中优化设计模型的合理性和方法的有效性. 展开更多
关键词 疲劳 可靠性 水平集 拓扑优化
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热可靠性约束下的连续体结构散热拓扑优化 被引量:3
18
作者 刘国梁 陈建军 马洪波 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期214-218,共5页
对具有随机参数的连续结构进行了基于热可靠性的导热拓扑优化研究。在连续体结构的热分析中将导热系数、内热源以及边界给定温度分布函数的幅值等均视为随机参数。导出了结构随机温度场的数字特征,定义了以温度随机变量不超越其临界值... 对具有随机参数的连续结构进行了基于热可靠性的导热拓扑优化研究。在连续体结构的热分析中将导热系数、内热源以及边界给定温度分布函数的幅值等均视为随机参数。导出了结构随机温度场的数字特征,定义了以温度随机变量不超越其临界值的热可靠性,建立了以结构总散热弱度均值最小化为目标函数、以给定热可靠度和体积比为约束函数的结构拓扑优化模型。对热可靠性概率约束函数进行了等价显式化处理,并利用移动渐进拓扑优化方法对优化模型求解。通过两个算例证明,该优化模型具有合理性,对其求解的方法是有效的。 展开更多
关键词 随机 热传导 可靠性 拓扑优化 移动渐进法(MMA)
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区间参数相关性的智能梁结构动力特性分析 被引量:2
19
作者 王敏娟 陈建军 +2 位作者 周育保 云永琥 马洪波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期126-131,共6页
研究了基于区间参数相关性的智能梁结构动力特性问题.将区间变量分解成区间系数与确定性量乘积的形式,假定各区间系数在区间内服从随机矩形分布,在考虑随机参数相关性的情况下,利用求解随机变量函数的矩法来获得区间特征值方程的均值和... 研究了基于区间参数相关性的智能梁结构动力特性问题.将区间变量分解成区间系数与确定性量乘积的形式,假定各区间系数在区间内服从随机矩形分布,在考虑随机参数相关性的情况下,利用求解随机变量函数的矩法来获得区间特征值方程的均值和均方差,通过求解矩形分布函数的数学期望和方差的数学表达式来确定结构动力特征值的上下界;通过工程实例对该方法的可行性和有效性进行了验证,并与考虑区间变量彼此独立时以及区间参数相关程度不同时的计算结果进行了比较. 展开更多
关键词 智能梁 动力特性 区间分析 随机因子
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区间参数梁结构热弹耦合效应分析 被引量:1
20
作者 云永琥 陈建军 +2 位作者 赵宽 阎彬 曹鸿钧 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期64-70,共7页
研究了含有区间参数梁结构在温度载荷和力载荷共同作用下的热弹耦合动力响应问题.建立了热弹耦合动力学有限元模型,给出了对结构瞬态温度场和动力响应进行相互交替迭代求解的耦合计算方法,其中,结构瞬态温度场利用有限差分法求解,结构... 研究了含有区间参数梁结构在温度载荷和力载荷共同作用下的热弹耦合动力响应问题.建立了热弹耦合动力学有限元模型,给出了对结构瞬态温度场和动力响应进行相互交替迭代求解的耦合计算方法,其中,结构瞬态温度场利用有限差分法求解,结构动力响应则利用时间积分法求解.针对区间变量的有限元方程,基于各变量在区间范围内为均匀分布的近似处理,利用改进的蒙特卡罗方法求解,获得动力响应的区间范围.通过悬臂梁算例,分析了热弹耦合效应对动力响应的影响,并针对结构的弹性模量和热膨胀系数区间范围增大的情况进行了比较和分析,得出这两参数以及结构变形大小是影响耦合效应的主要因素. 展开更多
关键词 热弹耦合 区间参数 耦合算法 改进蒙特卡罗法 动力响应
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